الوحدة الثانية: الغلاف الجوي — الدرس 2-1: مكونات الغلاف الجوي وطبقاته

• يطرح الكتاب في بداية الوحدة أسئلة تدعو إلى التفكير: أي كواكب المجموعة الشمسية يحيط به غلاف غازي؟
• وكم يبلغ سمك هذا الغلاف؟
• وممَّ يتكون؟
• وماذا سيحدث لو خلت الأرض من غلافها الجوي؟

• لنتخيل الإجابة عن السؤال الأخير.
• لو اختفى الهواء فجأة لانعدمت الحياة على اليابسة أولًا، فلا أكسجين نتنفسه ولا ثاني أكسيد الكربون تأخذه النباتات.
• ولبخر ماء المحيطات أو تجمد لأن الضغط الذي يمنع الماء من الغليان يزول.
• ولاشتدت الحرارة نهارًا إلى أكثر من 100°C وهبطت ليلًا إلى ما دون −100°C، لأن الغاز هو الذي يحتفظ بالدفء ويوزعه.
• وتساقطت الشهب على السطح بدل أن تحترق في الطريق، ووصلت الأشعة فوق البنفسجية القاتلة إلى الخلايا الحية.
• وانعدم الطقس فلا رياح ولا سحب ولا أمطار، وانعدم الصوت لأنه يحتاج إلى وسط مادي لينتقل.
• ولهذا يُعدّ الغلاف الجوي من أهم ما يجعل الأرض صالحة للحياة.

لقد عرفت في الوحدة الأولى أن البيئة الطبيعية تتألف من أربعة أغلفة ودرست الغلاف المائي، وها نحن ننتقل إلى غلاف آخر.

الغلاف الجوي طبقة من الغازات تحيط بالأرض، يتكوّن أساسًا من النيتروجين والأكسجين وثاني أكسيد الكربون، مع الأرجون وكميات ضئيلة من غازات أخرى.

• قد يظن الدارس أن نسب الغازات في الهواء رقم ثابت لا يتغير.
• والحقيقة أن هذه النسب تتبدل على الدوام بفعل عمليات طبيعية متعددة، وللكائنات الحية فيها دور رئيس:

• في التنفس تأخذ الكائنات الأكسجين من الهواء وتعيد إليه ثاني أكسيد الكربون.
• في البناء الضوئي تفعل النباتات والطحالب العكس: تمتص ثاني أكسيد الكربون وتطلق الأكسجين.
• الظواهر الجيولوجية كالبراكين تضخ إلى الهواء كميات كبيرة من الغازات كبخار الماء وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت، إضافة إلى الرماد.
• تحلل بقايا الكائنات يعيد مركبات النيتروجين إلى التربة والهواء.
• نشاط الإنسان من حرق للوقود وصناعة وزراعة وقطع للغابات يرفع نسب غازات مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان وأكاسيد النيتروجين والكبريت، وسنعود إلى ذلك في الدرسين 2-2 و2-4.

وفي الظروف الطبيعية تتعادل هذه العمليات تقريبًا على مدى أزمنة طويلة، فنقول إن الغلاف الجوي متزن ديناميكيًا.

1. الحماية: هو غطاء عازل يصدّ عنا الإشعاعات الشمسية الضارة، وخصوصًا فوق البنفسجية التي يمتصها الأوزون، ويحرق الأجسام القادمة من الفضاء بالاحتكاك قبل وصولها إلى الأرض.
2. الاعتدال الحراري: يحتفظ بجزء من الإشعاع الشمسي فيبقى متوسط حرارة السطح قرابة 15°C، ولولاه لهبط إلى نحو −18°C.
3. دورة الماء: فيه يحدث التبخر والتكثف والهطول، وبذلك يصل الماء العذب إلى اليابسة.
4. الغازات الحيوية: الأكسجين للتنفس والاحتراق، وثاني أكسيد الكربون للبناء الضوئي، والنيتروجين الذي تحوله البكتيريا والبرق إلى صور تستعملها النباتات.
5. الضغط الجوي: يتيح بقاء الماء سائلًا وعملية التنفس، ويحمل الصوت والرياح ويسند الطيران.
6. الاتصالات: إحدى طبقاته (الأيونوسفير) تعكس موجات الراديو فتنقل البث إلى مسافات بعيدة.

يتكون الهواء من خليط من غازات، أهمها ما يوضحه الجدول (النسب بالحجم في الهواء الجاف):

• يمثل نحو 78% من حجم الهواء.
• ويدخل الغلاف الجوي من تحلل النباتات والحيوانات الميتة ومن الغازات المنبعثة مع البراكين.
• وهو غاز خامل إلى حد كبير، لا يتفاعل بسهولة مع غيره، لأن ذرتي النيتروجين في الجزيء ترتبطان برابطة تساهمية ثلاثية شديدة القوة:

N≡N

• ولكسر هذه الرابطة يلزم قدر كبير من الطاقة، لذلك لا يتفاعل النيتروجين مع الأكسجين إلا في ظروف خاصة كالبرق أو درجات الحرارة المرتفعة جدًا (كما في داخل محركات السيارات).
• وهذا هو سبب ضآلة نسبة أكاسيد النيتروجين في الهواء مع أن النيتروجين نفسه هو الأوفر.
• وعند وقوع البرق يحدث التفاعل:

N₂ + O₂ → 2NO

ثم يتأكسد NO إلى NO₂ ويذوب في ماء المطر فتصل النترات إلى التربة سمادًا طبيعيًا.

• يشكل نحو 21% من حجم الهواء، وهو ثاني أكثر الغازات وفرة.
• ويأتي في معظمه من البناء الضوئي الذي تقوم به الكائنات المنتجة للغذاء.
• وهو غاز نشط كيميائيًا؛
• فبه تتم عملية التنفس، وهو العنصر الفاعل في الاحتراق وفي كثير من تفاعلات الأكسدة في الطبيعة والصناعة، كصدأ الحديد.

• يمثل نحو 0.93% من حجم الهواء، وينتمي إلى مجموعة الغازات الخاملة التي تضم أيضًا الهيليوم والنيون.
• وخموله هو سبب استعماله في المصابيح الكهربائية وفي اللحام لحماية المعادن من الأكسدة.

• نسبته نحو 0.04% من حجم الهواء، وتتفاوت من مكان لآخر على سطح الأرض.
• وهو من الغازات الدفيئة التي تحبس الحرارة في الغلاف الجوي وتمنعها من الهروب إلى الفضاء، وهو ما يعرف بظاهرة الاحتباس الحراري.
• وهو في الوقت نفسه غذاء النبات، إذ يدخل في البناء الضوئي.

يحتوي الهواء كذلك على بخار الماء (H₂O) وثاني أكسيد الكبريت (SO₂) والأوزون (O₃) وأول أكسيد الكربون (CO) وثاني أكسيد النيتروجين (NO₂)، وتعمل بعضها ملوثات سنتعرف عليها لاحقًا.

غرفة أبعادها 5 m × 4 m × 3 m مملوءة بهواء جاف. احسب حجم الأكسجين والنيتروجين وثاني أكسيد الكربون فيها.

حجم الغرفة:

\[\begin{gathered}V = 5 \times 4 \times 3 = 60 m^{3}\end{gathered}\]

حجم النيتروجين = 0.78 × 60 = 46.8 m³ حجم الأكسجين = 0.21 × 60 = 12.6 m³ حجم ثاني أكسيد الكربون = \[\begin{gathered}0.0004 \times 60 =\;\color{#15803d}{\mathbf{0.024 m^{3} = 24 L}}\end{gathered}\]

• يلاحظ أن الغرفة تحوي من ثاني أكسيد الكربون لترات قليلة، وإذا ازداد عدد الأشخاص دون تهوية ارتفعت نسبته بالزفير فشعر الناس بالخمول؛
• ولذلك تُهوّى الفصول.

• النسبة = 21 ÷ 0.04 = 525 مرة تقريبًا.
• أي أن الأكسجين أوفر من ثاني أكسيد الكربون بنحو خمسمئة مرة في الهواء، مع أن ذوبانية الثاني في الماء أكبر كثيرًا (الدرس 1-7).

• يقسم العلماء الغلاف الجوي إلى طبقات اعتمادًا على سلوك درجة الحرارة مع الارتفاع، فتجد أنها تنخفض في طبقة ثم ترتفع في التي تليها وهكذا.
• وترتيبها من سطح الأرض إلى أعلى: التروبوسفير، فالستراتوسفير، فالميزوسفير، فالثرموسفير، فالأكسوسفير.

• هي أقرب الطبقات إلى سطح الأرض، وتمتد في المتوسط إلى ارتفاع 10 km تقريبًا.
• وهي أكثف الطبقات وأغناها بالأحداث الجوية، ففيها تتكون السحب ويهطل المطر وتهب الرياح، أي أن الطقس والمناخ يتشكلان فيها.
• ومتوسط درجة حرارة السطح تحتها نحو 15°C، وتنخفض الحرارة مع الارتفاع بمعدل 6.5°C لكل 1000 m.

• لماذا تنخفض الحرارة بالارتفاع؟ يقل الضغط الجوي كلما صعدنا، فإذا ارتفع الهواء تمدد، والتمدد يستهلك طاقة يأخذها الهواء من الطاقة الحركية لجزيئاته، فتقل طاقتها وتبرد.
• ويظل هذا الانخفاض مستمرًا إلى حد التروبوبوز عند نحو 11 km.

• الانخفاض الأول = \[\begin{gathered}3.2 \times 6.5 = 20.8{}^{\circ} \,\text{ext}{C}\end{gathered}\]، فتكون الحرارة 20 − 20.8 = −0.8°C.
• الانخفاض الثاني = \[\begin{gathered}0.8 \times 6.5 = 5.2{}^{\circ} \,\text{ext}{C}\end{gathered}\]، فتكون الحرارة 20 − 5.2 = 14.8°C.

التروبوبوز:

• طبقة رقيقة من الهواء في أعلى التروبوسفير، وتعمل منطقة انتقالية بين التروبوسفير والستراتوسفير، فتمنع الهواء البارد أسفلها من الاختلاط بالهواء الأدفأ فوقها.

التنوع الحيوي في التروبوسفير:

• التنوع الحيوي هو مجموع الكائنات الحية في مكان معين، من الميكروبات الدقيقة في التربة إلى أضخم النباتات والحيوانات.
• والتروبوسفير أغنى طبقة بالحياة لأنه يضم الأكسجين وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء، ويوفر درجة حرارة مناسبة للعمليات الحيوية وضغطًا ملائمًا لمعظم الكائنات.
• ولذلك فهو أنشط طبقة بيولوجيًا وأهمها لاستدامة الحياة.

• تعلو التروبوسفير وتمتد إلى نحو 50 km.
• وتبقى حرارتها ثابتة تقريبًا حتى ارتفاع 20 km، حيث تبدأ طبقة الأوزون التي تمتد إلى نحو 40 km، وفيها ترتفع الحرارة بالارتفاع لأن غاز الأوزون يمتص الأشعة فوق البنفسجية (UV) القادمة من الشمس فيتحول جزء من طاقتها إلى حرارة.
• وبسبب وجود الهواء الأدفأ في الأعلى والأبرد في الأسفل تكون حركة الهواء أفقية في الأغلب، فتخلو الطبقة من الاضطرابات الرأسية، وتصلح لتحليق الطائرات.

• وتمثل طبقة الأوزون درعًا لا غنى عنه لحماية الحياة، فجزيئات الأوزون (O₃) تمتص معظم الأشعة فوق البنفسجية الضارة.
• ولو وصلت هذه الأشعة بكثرة إلى السطح لأتلفت الحمض النووي DNA في الخلايا الحية وسببت أمراضًا خطيرة مثل سرطان الجلد، ولدمرت النظم البيئية البرية والمائية.

• تمتد من ارتفاع 50 km إلى 80 km.
• وهي أبرد طبقات الغلاف الجوي إذ تصل حرارتها إلى نحو −93°C، لقلة الجزيئات القادرة على امتصاص الإشعاع الشمسي.
• ولها دور وقائي مهم: فمعظم الشهب التي تدخل من الفضاء تحترق وتتلاشى فيها، ولذلك لا يصل إلينا إلا القليل منها.

• تمتد من 80 km إلى نحو 700 km (أي بسمك يقارب 620 km).
• يمتص النيتروجين والأكسجين فيها الإشعاع الشمسي الشديد فترتفع الحرارة إلى أكثر من 2000°C.
• ولا يعني ذلك أننا نحترق لو كنا هناك، فالهواء في هذه الطبقة بالغ الرقة، وعدد التصادمات قليل جدًا.

الأيونوسفير:

• هو الجزء السفلي من الثرموسفير (من 80 إلى 550 km تقريبًا)، تمتص فيه ذرات الأكسجين والنيتروجين معظم الأشعة السينية وأشعة جاما، فتتأين الغازات، أي تتحول ذراتها إلى أيونات مشحونة كهربيًا، ومن هنا جاء اسمه.
• وللأيونوسفير فائدتان:

1. الاتصالات اللاسلكية: يعكس موجات الراديو فيمكن إرسالها إلى مسافات بعيدة.
2. الشفق القطبي: تتجه الجسيمات المشحونة العالية الطاقة في الرياح الشمسية، بتأثير المجال المغناطيسي للأرض، نحو القطبين الشمالي والجنوبي، فتصطدم بالأيونات والذرات في الأيونوسفير وتثيرها (ترفع إلكتروناتها إلى مستويات طاقة أعلى). وحين تعود الذرات إلى حالتها المستقرة تطلق فوتونات ضوئية بألوان مختلفة، فنرى أضواء ساطعة في السماء.

• أعلى طبقات الغلاف الجوي، ويعدّها بعض العلماء الجزء العلوي من الثرموسفير.
• تمتد من 700 km إلى 1000 km.
• تتباعد جسيماتها كثيرًا فتقطع مسافات طويلة دون أن تصطدم بغيرها، ولذلك قد تبلغ بعض الذرات والجزيئات سرعات تمكنها من الإفلات من جاذبية الأرض والانطلاق إلى الفضاء.
• ولأن كثافتها تقارب الفراغ فإنها المكان المثالي لوضع الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية، إذ لا تواجه مقاومة تذكر وتبقى في مداراتها مدة طويلة.
• وللأقمار أثر مباشر في حياتنا: فهي تسهل الاتصالات والإنترنت، وتدخل في نظام تحديد المواقع GPS، وتزودنا ببيانات عن الطقس والمناخ تساعد على التنبؤ بالكوارث ورصد الأرض والفضاء.

اعتمادًا على حدود الطبقات (التروبوسفير حتى 10 km، والستراتوسفير حتى 50، والميزوسفير حتى 80، والثرموسفير حتى 700، والأكسوسفير حتى 1000) أوجد سمك كل طبقة.

التروبوسفير: 10 km الستراتوسفير: \[\begin{gathered}50 - 10 = 40 \,\text{km}\end{gathered}\]الميزوسفير: \[\begin{gathered}80 - 50 = 30 \,\text{km}\end{gathered}\]الثرموسفير: \[\begin{gathered}700 - 80 = 620 \,\text{km}\end{gathered}\]الأكسوسفير: \[\begin{gathered}1000 - 700 = 300 \,\text{km}\end{gathered}\]

• أما نسبة سمك الثرموسفير إلى الارتفاع الكلي فهي \[\begin{gathered}620 \div 1000 = 62\%\end{gathered}\].
• وعند رسم نموذج بمقياس رسم 1 cm لكل 50 km يكون سمك شريط التروبوسفير 0.2 cm فقط وشريط الثرموسفير 12.4 cm.

• من الطريف أن عطارد، أصغر كواكب المجموعة الشمسية، ليس له غلاف غازي.
• فالإشعاع الشمسي يصل إلى سطحه بكميات هائلة فترتفع حرارته كثيرًا، وحين تغيب عنه الشمس بدورانه ينطلق الإشعاع من سطحه إلى الفضاء فيبرد بسرعة، لأن لا غلاف يحبس الحرارة عنده.
• فلماذا تحتفظ الأرض بغلافها بينما يعجز عطارد؟

تتحرك جزيئات الغاز بسرعات هائلة، وتتوقف السرعة الفعالة لها على الكتلة المولية للغاز M ودرجة الحرارة T وفق العلاقة:

vᵣ\[\begin{gathered}_{\,\text{ms}} = \sqrt{3\,\text{RT} \div M}\end{gathered}\]

• حيث \[\begin{gathered}R = 8.314 J/\,\text{mol}\cdot K\end{gathered}\]، وM بوحدة \(\dfrac{\,\text{kg}}{\,\text{mol}}\)، وT بالكلفن.
• فالجزيئات الأخف والأسخن أسرع.
• ولهذا يتحرك الهيدروجين أسرع بأربعة أمثال من الأكسجين عند الحرارة نفسها، لأن كتلة الأكسجين المولية 16 مثل كتلة الهيدروجين (والجذر التربيعي لـ 16 يساوي 4).

حتى ينفلت جسم من جاذبية كوكب لا بد أن يبلغ سرعة الإفلات vₑ، وهي قيمة ثابتة لكل كوكب لا تتوقف على كتلة الجسم المنفلت:

\[\begin{gathered}v_{e} = \sqrt{2\,\text{GM} \div R}\end{gathered}\]

• حيث M كتلة الكوكب وR نصف قطره وG ثابت الجذب العام \(\left(\dfrac{6.67 \times 10^{-11} N\cdot m^{2}}{\,\text{kg}^{2}}\right)\).
• وسرعة الإفلات من جاذبية الأرض نحو \(11.2 \,\text{km}/s\).

• إذا كانت vᵣₘₛ أقل من vₑ فإن الجزيئات لا تستطيع الهروب ويحتفظ الكوكب بهذا الغاز.
• وإذا كانت vᵣₘₛ تساوي أو تزيد على vₑ أمكن للجزيئات الإفلات إلى الفضاء، فيصير الغاز نادرًا أو معدومًا على الكوكب.

• وفي الواقع تتفاوت سرعات الجزيئات حول المتوسط، فيفقد الكوكب غازاته الخفيفة تدريجيًا حتى لو كان المتوسط أقل من سرعة الإفلات.
• ولهذا فقدت الأرض معظم هيدروجينها وهيليومها، وبقي فيها النيتروجين والأكسجين وثاني أكسيد الكربون الأثقل.

احسب السرعة الفعالة لجزيئات الأكسجين \[\begin{gathered}(M = 0.032 \,\text{kg}/\,\text{mol})\end{gathered}\] والهيدروجين \[\begin{gathered}(M = 0.002 \,\text{kg}/\,\text{mol})\end{gathered}\] عند 300 K، وقارنها بسرعة الإفلات من الأرض \(11 200 m/s\).

للأكسجين:

vᵣ\[\begin{gathered}_{\,\text{ms}} = \sqrt{3 \times 8.314 \times 300 \div 0.032} = \sqrt{2.338 \times 10^{5}} \approx \;\color{#15803d}{\mathbf{484 m/s}}\end{gathered}\]

للهيدروجين:

vᵣ\[\begin{gathered}_{\,\text{ms}} = \sqrt{3 \times 8.314 \times 300 \div 0.002} = \sqrt{3.741 \times 10^{6}} \approx \;\color{#15803d}{\mathbf{1934 m/s}}\end{gathered}\]

• السرعتان أقل كثيرًا من \(11 200 m/s\)، فالأرض تحتفظ بالغازين في الطبقات الدنيا.
• أما الهيدروجين في الطبقات العليا الساخنة فيقترب من الإفلات فيتسرب ببطء إلى الفضاء.

احسب vₑ للقمر علمًا بأن كتلته 7.35 × 10²² kg ونصف قطره 1.737 × 10⁶ m.

\[\begin{gathered}v_{e} = \sqrt{2 \times 6.67 \times 10^{-11} \times 7.35 \times 10^{22} \div 1.737 \times 10^{6}}v_{e} = \sqrt{5.64 \times 10^{6}} \approx \;\color{#15803d}{\mathbf{2375 m/s}}\end{gathered}\]

وهي أقل كثيرًا من سرعة الإفلات من الأرض، لذلك لا يحتفظ القمر بغلاف جوي يُعتد به.

قارن سرعة جزيئات الهيليوم \[\begin{gathered}(M = 0.004 \,\text{kg}/\,\text{mol})\end{gathered}\] بسرعة جزيئات ثاني أكسيد الكربون \[\begin{gathered}(M = 0.044 \,\text{kg}/\,\text{mol})\end{gathered}\] عند الحرارة نفسها.

النسبة = \[\begin{gathered}\sqrt{0.044 \div 0.004} = \sqrt{11} \approx \;\color{#15803d}{\mathbf{3.3}}\end{gathered}\]

فجزيئات الهيليوم أسرع بنحو 3.3 مرة، ولهذا يتسرب الهيليوم من الأرض بينما يبقى ثاني أكسيد الكربون.

الهدف: فهم تركيب الغلاف الجوي بنموذج بصري. الأدوات: ألواح من الفوم، مقص، لاصق، مسطرة، أقلام.

الخطوات:

1. حدد الخصائص الرئيسة لكل طبقة (الارتفاع، تغير الحرارة، أبرز الظواهر).
2. قص قطعة فوم لكل طبقة بسمك يتناسب مع سمكها الحقيقي وفق مقياس رسم تختاره.
3. رتب القطع من التروبوسفير إلى الأكسوسفير، وسجّل على كل قطعة اسمها وخصائصها.
4. اكتب لكل طبقة أثرها في الحياة على الأرض.

النتيجة المتوقعة: يظهر التروبوسفير رقيقًا مقارنة بالثرموسفير والأكسوسفير، رغم أنه يحوي معظم كتلة الهواء، فسمك الطبقة لا يدل على كثافتها.

• الهواء مادة لها وزن، ولذلك يضغط الهواء العلوي على السفلي.
• وكلما صعدنا قل عمود الهواء الذي فوقنا فيقل الضغط، وتقل الكثافة أيضًا لأن الجزيئات تتباعد.
• عند مستوى سطح البحر يبلغ الضغط الجوي المعتاد:

\[\begin{gathered}P = \dfrac{1.013 \times 10^{5} N}{m^{2}} = 1 \,\text{atm}\end{gathered}\]

• وعلى ارتفاع نحو 5.5 km يهبط الضغط إلى نحو نصف قيمته، وعلى ارتفاع 11 km يصبح نحو ربعها، وهكذا يتناقص بسرعة.
• وهذا يفسر لماذا تنخفض كمية الأكسجين المتاحة للتنفس في الجبال العالية مع أن نسبته المئوية في الهواء ثابتة (21%)؛
• فالتركيز بوحدة الجزيئات في كل لتر هو الذي يقل.

مثال محلول (8): إذا كان الضغط عند سطح البحر 1 atm وينخفض إلى النصف كل 5.5 km تقريبًا، فما الضغط عند 11 km؟ وعند 16.5 km؟

• عند 11 km مرّ ارتفاعان من أنصاف الضغط: 1 ÷ 2 ÷ 2 = 0.25 atm.
• عند 16.5 km مرّت ثلاثة أنصاف: \[\begin{gathered}1 \div 2 \div 2 \div 2 =\;\color{#15803d}{\mathbf{0.125 \,\text{atm}}}\end{gathered}\].

وتنبه هذه الأرقام إلى أن أكثر من نصف كتلة الغلاف الجوي يقع في أول 5.5 km، وإلى أن نحو 75% منها في التروبوسفير.

• مثال محلول (9): يحتوي لتر من الهواء عند سطح البحر على عدد من جزيئات الأكسجين نرمز له بـ N.
• كم يقارب عدد الجزيئات في لتر من الهواء عند ارتفاع 5.5 km؟

بما أن الكثافة تقارب نصف قيمتها، يحتوي اللتر على نحو N ÷ 2 جزيء أكسجين، لذلك يتنفس المتسلق بجهد أكبر ليحصل على القدر نفسه من الأكسجين.

• وتبين المقارنة أن الغلاف الجوي المناسب لا يعني أي غلاف، بل ما كانت كتلته وتركيبه وسمكه ملائمة لحفظ حرارة معتدلة وضغط يسمح بوجود الماء السائل وغازات صالحة للحياة.
• والأرض تمتلك هذه المواصفات بفضل كتلتها المناسبة التي تمنحها جاذبية كافية للإمساك بغلافها، وبفضل بعدها المناسب عن الشمس، وبفضل الكائنات الحية التي تجدد أكسجين الهواء بالبناء الضوئي.

1. إثبات أن للهواء وزنًا: تُوزن كرة غير منفوخة ثم منفوخة بالهواء بميزان حساس؛ تزداد كتلتها بالمقدار نفسه الذي يمثل كتلة الهواء المضاف.
2. إثبات وجود الضغط الجوي: تُملأ كأس بالماء وتُغطى بورقة وتُقلب بحذر؛ يبقى الماء في الكأس لأن الضغط الجوي من الأسفل يدفع الورقة إلى الأعلى.
3. قياس نسبة الأكسجين تقريبًا: تُشعل شمعة صغيرة داخل وعاء مقلوب فوق ماء؛ بعد انطفائها يرتفع الماء في الوعاء بنحو خُمس الحجم، مما يدل على استهلاك الأكسجين (نحو 21% من الهواء).

• الاعتقاد بأن الحرارة تنخفض مع الارتفاع في كل الطبقات؛ الصواب أنها تنخفض في التروبوسفير والميزوسفير وتزيد في الستراتوسفير والثرموسفير.
• القول بأن الأكسجين أكثر الغازات وفرة؛ الأكثر هو النيتروجين.
• الخلط بين الأيونوسفير وطبقة الأوزون.
• تفسير ضآلة أكاسيد النيتروجين بأن النيتروجين لا يتفاعل مطلقًا؛ الصواب أن رابطته الثلاثية القوية تجعله خاملًا إلا في ظروف خاصة.
• خلط وحدات السرعة عند المقارنة بين vᵣₘₛ وvₑ؛ استخدم \(\dfrac{m}{s}\) لكليهما.

1. اذكر مكونات الغلاف الجوي ونسبها.
2. علل: نسبة أكاسيد النيتروجين ضئيلة في الهواء.
3. علل: تنخفض حرارة الهواء بالارتفاع في التروبوسفير.
4. قارن بين الستراتوسفير والميزوسفير من حيث تغير الحرارة.
5. ما فائدة الأيونوسفير؟ وكيف يتكون الشفق القطبي؟
6. لماذا تحتفظ الأرض بغلافها الجوي ولا يحتفظ عطارد بغلاف؟